Las células de Schwann o neurolemmocitos (nombradas en honor al fisiólogo alemán Theodor Schwann ) son la glía principal del sistema nervioso periférico (SNP). Las células gliales funcionan para sostener a las neuronas y en el SNP, también incluyen células satélite , células envolventes olfatorias , glía entérica y glía que reside en las terminaciones nerviosas sensoriales, como el corpúsculo de Pacini . Los dos tipos de células de Schwann son mielinizantes y no mielinizantes . [1] Las células de Schwann mielinizantes envuelven los axones de las neuronas motoras y sensoriales para formar la vaina de mielina . El promotor de células de Schwann está presente en la región descendente del gen de la distrofina humana que da una transcripción acortada que nuevamente se sintetiza de una manera específica del tejido.
Durante el desarrollo del SNP, los mecanismos reguladores de la mielinización están controlados por la interacción de genes específicos, que influyen en las cascadas transcripcionales y dan forma a la morfología de las fibras nerviosas mielinizadas. [2]
Las células de Schwann participan en muchos aspectos importantes de la biología del nervio periférico : la conducción de impulsos nerviosos a lo largo de los axones , el desarrollo y la regeneración nerviosa , el soporte trófico de las neuronas , la producción de la matriz extracelular nerviosa, la modulación de la actividad sináptica neuromuscular y la presentación de antígenos a los linfocitos T.
La enfermedad de Charcot-Marie-Tooth , el síndrome de Guillain-Barré (tipo polirradiculopatía desmielinizante inflamatoria aguda), la schwannomatosis , la polineuropatía desmielinizante inflamatoria crónica y la lepra son neuropatías que involucran a las células de Schwann.
Las células de Schwann son una variedad de células gliales que mantienen vivas las fibras nerviosas periféricas (tanto mielinizadas como amielínicas). En los axones mielinizados, las células de Schwann forman la vaina de mielina . La vaina no es continua. Las células de Schwann mielinizantes individuales cubren aproximadamente 1 mm de un axón [3] , lo que equivale a aproximadamente 1000 células de Schwann a lo largo de una longitud de 1 m del axón. Los espacios entre las células de Schwann adyacentes se denominan nódulos de Ranvier .
El gangliósido 9-O-acetil GD3 es un glicolípido acetilado que se encuentra en las membranas celulares de muchos tipos de células de vertebrados. Durante la regeneración de los nervios periféricos , las células de Schwann expresan 9-O-acetil GD3. [4]
El sistema nervioso de los vertebrados depende de la vaina de mielina para el aislamiento y como método para disminuir la capacitancia de la membrana en el axón. El potencial de acción salta de un nodo a otro, en un proceso llamado conducción saltatoria , que puede aumentar la velocidad de conducción hasta 10 veces, sin un aumento en el diámetro axonal. En este sentido, las células de Schwann son los análogos del SNP de los oligodendrocitos del sistema nervioso central . Sin embargo, a diferencia de los oligodendrocitos, cada célula de Schwann mielinizante proporciona aislamiento a un solo axón (ver imagen). Esta disposición permite la conducción saltatoria de potenciales de acción con repropagación en los nodos de Ranvier. De esta manera, la mielinización aumenta en gran medida la velocidad de conducción y ahorra energía. [5]
Las células de Schwann no mielinizadas participan en el mantenimiento de los axones y son cruciales para la supervivencia neuronal. Algunas se agrupan alrededor de axones más pequeños (imagen externa aquí) y forman haces de Remak .
Las células de Schwann mielinizantes comienzan a formar la vaina de mielina en los mamíferos durante el desarrollo fetal y funcionan girando en espiral alrededor del axón, a veces con hasta 100 revoluciones. Una célula de Schwann bien desarrollada tiene la forma de una hoja de papel enrollada, con capas de mielina entre cada bobina. Las capas internas de la envoltura, que son predominantemente material de membrana , forman la vaina de mielina, mientras que la capa más externa de citoplasma nucleado forma el neurilema . Solo un pequeño volumen de citoplasma residual permite la comunicación entre las capas internas y externas. Esto se ve histológicamente como la incisión de Schmidt-Lantermann .
Las células de Schwann son conocidas por su papel en el apoyo a la regeneración nerviosa . [6] Los nervios del SNP constan de muchos axones mielinizados por células de Schwann. Si se produce un daño en un nervio, las células de Schwann ayudan a la digestión de sus axones ( fagocitosis ). Después de este proceso, las células de Schwann pueden guiar la regeneración formando una especie de túnel que conduce hacia las neuronas objetivo. Este túnel se conoce como banda de Büngner, una pista de guía para los axones en regeneración, que se comporta como un tubo endoneural. El muñón del axón dañado es capaz de brotar, y los brotes que crecen a través del "túnel" de células de Schwann lo hacen a un ritmo de alrededor de 1 mm/día en buenas condiciones. La tasa de regeneración disminuye con el tiempo. Los axones exitosos pueden, por tanto, reconectarse con los músculos u órganos que controlaban previamente con la ayuda de las células de Schwann, pero la especificidad no se mantiene y los errores son frecuentes, especialmente cuando se trata de largas distancias. [7] Debido a su capacidad para influir en la regeneración de los axones, las células de Schwann también se han relacionado con la reinervación motora preferencial . Si se impide que las células de Schwann se asocien con los axones, estos mueren. Los axones en regeneración no alcanzarán ningún objetivo a menos que las células de Schwann estén allí para apoyarlos y guiarlos . Se ha demostrado que están por delante de los conos de crecimiento .
Las células de Schwann son esenciales para el mantenimiento de los axones sanos. Producen una variedad de factores, incluidas las neurotrofinas , y también transfieren moléculas esenciales a los axones.
SOX10 es un factor de transcripción activo durante el desarrollo embrionario y abundante evidencia indica que es esencial para la generación de linajes gliales a partir de células de la cresta troncal. [8] [9] Cuando SOX10 se inactiva en ratones, los precursores de la glía satélite y de las células de Schwann no se desarrollan, aunque las neuronas se generan normalmente sin problemas. [8] En ausencia de SOX10, las células de la cresta neural sobreviven y son libres de generar neuronas, pero la especificación glial está bloqueada. [9] SOX10 podría influir en los precursores gliales tempranos para responder a la neuregulina 1 [8] (ver a continuación).
La neurregulina 1 (NRG1) actúa de varias maneras para promover la formación y asegurar la supervivencia de las células de Schwann inmaduras. [10] Durante el desarrollo embrionario, la NRG1 inhibe la formación de neuronas a partir de las células de la cresta neural, contribuyendo en cambio a que estas células sigan un camino hacia la gliogénesis. Sin embargo, la señalización de la NRG1 no es necesaria para la diferenciación glial a partir de la cresta neural. [11]
La NRG1 desempeña un papel importante en el desarrollo de los derivados de la cresta neural. Es necesaria para que las células de la cresta neural migren más allá del sitio de los ganglios de la raíz dorsal para encontrar las regiones ventrales de gangliogénesis simpática. [12] También es un factor de supervivencia esencial derivado de los axones y un mitógeno para los precursores de las células de Schwann. [13] Se encuentra en el ganglio de la raíz dorsal y las neuronas motoras en el momento en que los precursores de las células de Schwann comienzan a poblar los nervios espinales y, por lo tanto, influye en la supervivencia de las células de Schwann. [11] En los nervios embrionarios, la isoforma transmembrana III probablemente sea la variante principal de la NRG1 responsable de las señales de supervivencia. En los ratones que carecen de la isoforma transmembrana III, los precursores de las células de Schwann finalmente se eliminan de los nervios espinales. [14]
La proteína cero de mielina (P0) es una molécula de adhesión celular que pertenece a la superfamilia de inmunoglobulinas y es el componente principal de la mielina periférica, constituyendo más del 50% de la proteína total en la vaina. [15] [16] Se ha demostrado que P0 es esencial para la formación de mielina compacta, ya que los ratones mutantes nulos de P0 (P0-) mostraron una mielinización periférica severamente aberrante. [17] Aunque la mielinización de axones de gran calibre se inició en ratones P0-, las capas de mielina resultantes fueron muy delgadas y mal compactadas. Inesperadamente, los ratones P0- también mostraron degeneración de ambos axones y sus vainas de mielina circundantes, lo que sugiere que P0 juega un papel en el mantenimiento de la integridad estructural tanto de la formación de mielina como del axón con el que está asociado. Los ratones P0- desarrollaron déficits de comportamiento alrededor de las 2 semanas de edad cuando los ratones comenzaron a mostrar signos de temblor leve. A medida que los animales se desarrollaban, también se observó una falta de coordinación importante, mientras que los temblores se volvieron más severos y algunos ratones mayores desarrollaron conductas convulsivas. A pesar de la variedad de conductas motoras deterioradas, no se observó parálisis en estos animales. P0 también es un gen importante expresado tempranamente dentro del linaje de células de Schwann, expresado en precursores de células de Schwann después de diferenciarse de las células de la cresta neural migratorias dentro del embrión en desarrollo. [18]
También se expresan varios factores de transcripción importantes que intervienen en diversas etapas del desarrollo y que modifican las características de las células de Schwann desde un estado inmaduro a un estado maduro. Un factor de transcripción indispensable expresado durante el proceso de mielinización es el Krox-20. Se trata de un factor de transcripción de tipo dedo de zinc general que se expresa en los rombómeros 3 y 5.
Krox-20 se considera uno de los reguladores maestros de la mielinización del SNP y es importante para impulsar la transcripción de proteínas estructurales específicas en la mielina. Se ha demostrado que controla un conjunto de genes responsables de interferir con esta característica en el axón cambiándolo de un estado promielinizante a mielinizante. [19] De esta manera, en ratones doblemente knock out de Krox-20, se ha registrado que la segmentación del rombencéfalo se ve afectada, así como la mielinización de los axones asociados a las células de Schwann. De hecho, en estos ratones, las células de Schwann no pueden realizar su mielinización correctamente, ya que solo envuelven sus procesos citoplasmáticos una vuelta y media alrededor del axón y, a pesar del hecho de que aún expresan el marcador de mielina temprana, los productos génicos de mielina tardía están ausentes. Además, estudios recientes también han demostrado la importancia de este factor de transcripción en el mantenimiento del fenotipo de mielinización (y requiere la coexpresión de Sox 10) ya que su inactivación conduce a la desdiferenciación de las células de Schwann. [2]
La enfermedad de Charcot-Marie-Tooth (CMT), el síndrome de Guillain-Barré (SGB, tipo polirradiculopatía desmielinizante inflamatoria aguda), la schwannomatosis y la polineuropatía desmielinizante inflamatoria crónica (CIDP), la lepra y el virus del Zika son neuropatías que involucran a las células de Schwann. [20]
Desde 2001, se han realizado numerosos estudios experimentales en los que se han implantado células de Schwann con el objetivo de inducir la remielinización en pacientes con esclerosis múltiple . [21] En las dos últimas décadas, muchos estudios han demostrado resultados positivos y potencial para el trasplante de células de Schwann como terapia para la lesión de la médula espinal, tanto para ayudar al recrecimiento como a la mielinización de los axones dañados del sistema nervioso central. [22] También se ha demostrado que los trasplantes de células de Schwann en combinación con otras terapias, como la condroitinasa ABC, son eficaces en la recuperación funcional de la lesión de la médula espinal. [23]
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